岩石渗透率节流毛细管气体流量计量测试方法研究

　　气体在一定压力差下通过多孔隙岩石介质的能力称为岩石气体渗透率,气体流量的计量遵循达西渗流定律。国内外普遍采用皂沫流量计气体计量技术^[1],20世纪90年代以来国内油田的勘探开发进入到一个新的阶段。渗透率<10×10^-3μm²,孔隙度<1%,储量丰度<50×104t/km²的“三低”油气藏相继投入勘探开发。就岩石渗透率测试技术而言,气体通过岩石能力的准确、快速计量是其技术难点。为了适应低渗透储层研究的需要,我们在传统岩石渗透率气体流量计量技术的基础上,发展了节流毛细管气体流量计量技术,采用测试压力p与测试流量qv线性回归的方法,建立了新的岩石气体渗透率测试工艺,大大提高了岩石气体渗透率分析工作效率和分析质量。所研制的节流毛细管气体流量计量装置已获国家实用新型发明专利,其技术方法也已于2002年4月申请了国家发明专利。

　　1　低渗透储层岩石渗透率测试气体流量计量技术存在的问题

　　低孔、低渗、低丰度即所谓“三低”油气藏的勘探开发是目前油田勘探开发工作的技术难点。由于这类储层岩性胶结十分致密,给岩石物性参数测试带来很大困难。在以往的低渗透储层岩石渗透率测试工作中,国内外大多使用经典测试法,即使用皂沫流量计计量气体通过岩石的能力,这种气体流量计量方法主要存在以下问题。

　　(1)岩石渗透性

　　岩石渗透性的大小与气体通过岩心流量成正比,反映在皂沫流量计的气体流量计量上就是:岩石渗透性越好,单位体积内气体流速越快;岩石渗透性越差,气流速度越慢。

　　(2)岩石渗透率测试公式

　　式中:K为岩样渗透率, 10^-3μm²;qv为气体流量,cm³/s;μ为气体粘度, mPa·s;L为岩样长度, cm;A为岩样截面积, cm²;Δp为测试岩样前后两端面压力差, MPa。

　　根据计算公式,岩石渗透性越大,岩心测试端面两端的压差越小,反之则越大。由此可知,皂沫流量计在计量特低渗岩心通过气体能力时需要相当长的时间才能稳定下来,传统测试方法既缺少促进气体流量稳定的装置,又缺少能够稳定显示压力差变化的精密仪表,这就使得分析人员每测一块低渗透样品都要花上几个小时的时间,劳动强度大,工作效率低。

　　由于气体流量的计量使用的是皂沫流量计,计量皂沫通过流量管的时间仍采用最原始的手工秒表计时,这种流量计量方法一是人为误差大,二是分析人员的劳动强度大。由于气体流量计量方法落后,这就使得岩石渗透率测试工作变得繁琐,费工、费力、费时。